氧化烧结烟气联合氨-硫铵法同时脱硫脱硝工艺及脱硝机理研究

北极星环保网讯:本文在氨法脱硫基础上，复合一种氧化脱硝技术，对烟气中的SO₂和NO_x进行联合脱除，考察了不同工艺制度对其脱硫脱硝效率的影响，并对其脱硝机理进行了研究。

结果表明，在一定范围内提高添加剂OHK用量、吸收液中SO^2-₃浓度均有利于提高脱硫率和脱硝率;相比常规氨－硫铵法，氧化法联合氨－硫铵法脱硝率由23．18%升高到45．67%，提高了22%左右，且脱硫率能保持在98%左右;烟气中的NO被氧化为NO_X后一部分被(NH₄)₂SO₃还原为N₂，另一部分被吸收液吸收转化为NO₃^-1。

1前言

向大气中排放SO₂和NO_x是造成酸雨的主要原因，中国环境科学院研究表明，酸雨污染每年给我国造成的损失超过1100亿元，约占我国GDP的2%～3%。根据国家《“十三五”规划纲要》，到2020年，SO₂和NO_x排放总量相比2015年分别降低15%。

而钢铁业排放的二氧化硫、氮氧化物等污染物占全国工业的7%～14%，在钢铁生产过程中40%～60%的SO₂和48%的NO_x又都来自烧结工序。因此，对烧结烟气进行脱硫脱硝处理十分必要，同时这也是减少钢铁工业SO₂和NO_x排放的重要方法。

据不完全统计，截至2015年全国共有烧结机1186台，总面积130351．9m²。钢铁烧结脱硫设施342台，总面积49042．8m²，所占比例为37．6%。由于烧结烟气风量大、烟气成分复杂、烟气温度变化幅度大、含氧量和含湿量大等特点，电力行业发展成熟的脱硝工艺不适宜用于处理烧结烟气。

截至目前，我国对于钢铁行业烧结烟气的脱硝工作还未全面启动，国内尚且只有少数几家(宝钢，太钢等)使用活性炭法联合脱硫脱硝。国外烟气同时脱硫脱硝技术主要有活性炭法、循环流化床法、半干喷雾法、奥钢联的MEROS烟气净化技术等，但其普遍投资大、运行费用高，在一定程度上制约了这些技术在我国钢铁企业中的广泛应用。

氨－硫铵法在我国钢铁企业烧结烟气脱硫中应用较广，其工程投资、运行成本和投运面积不到活性炭法的一半，且脱硫效率高(90%～98%)，并具有一定脱硝率，副产物硫酸铵市场容量大，焦化工序产生的氨水和液氨可以作为其氨源，减少生产成本。

但由于烧结烟气中氮氧化物的主要组成为NO，反应活性低，常温下较稳定且不与稀碱反应，很难直接进行吸收脱除，因此，目前的烧结烟气湿式氨法脱硫工艺中的脱硝效率低。通常为提高脱硝率，可对NO进行氧化吸收、络合吸收和还原吸收三大类。

因为烧结烟气中的氮氧化物主要是NO，其在水中的溶解性低、反应活性低、常温下较稳定，一般不适合使用还原吸收法;络合吸收法铁离子易被溶解氧等氧化，实际操作中需向溶液中加入抗氧剂或还原剂，再加上Fe(EDTA)和Fe(NTA)的再生工艺复杂、成本高，给工业推广带来一定的困难;有相关研究表明，NO与NO₂反应生成的N₂O₃溶解度较大，在气相即可与H₂O发生反应生成HNO2，而HNO2溶解度很高，而且使用H₂O₂作为添加剂无毒无污染。

本文采用课题组自主研发的添加剂OHK，考察OHK用量、吸收液中SO₂^3-初始浓度、吸收液初始pH值、液气比、NO浓度和SO₂浓度对氨－硫铵法脱硫脱硝的影响，并对其脱硝机理进行了研究，研究结果对氨－硫胺法联合脱硫脱硝应用于钢铁行业具有重要指导作用。

2实验部分

2．1研究方法

2．1．1氧化烟气结合氨－硫铵法烧结烟气脱硫脱硝研究实验通过静态配气法模拟某钢铁公司烧结烟气，并对其先进行预氧化，再进行湿式氨法联合脱硫脱硝。

图1氧化烟气结合氨－硫铵法烟气脱硫脱硝实验系统示意图

实验装置如图1所示，实验系统主要由模拟烟气系统、烟气氧化系统、氨－硫铵法喷淋吸收塔和烟气检测系统四部分构成。模拟烟气系统由配气装置和气体加热装置组成。烟气氧化系统由添加剂OHK雾化器、烟气氧化反应器和紫外灯构成。

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